資源簡介

11.2 導體的電阻
【學習目標】
1. 體會物理概念及規律的建立過程，理解電阻的定義。
2. 了解金屬導體的電阻與材料、長度和機截面積的定量關系，體會物理學中控制變量的研究方法。
3. 了解電阻率的物理意義及其與溫度的關系。通過查找資料、交流討論，初步了解超導現象及其應用。
4. 能由伏安特性曲線分析不同導體的導電性能的區別，體會電阻率在科技、生活中的應用。
【開啟新探索】
初中我們已學習了導體的電阻相關知識，回顧一下，導體的電阻與哪些因素有關、又有怎樣的關系？高中我們將繼續學習，這些因素之間的定量關系。
【質疑提升1】電阻
1．結合初中所學，我們繼續回顧，電阻是如何定義的？
2．通過導體A、B的U－I圖說明，為什么這樣定義電阻？
3．電阻具有怎樣的物理意義？
【質疑提升2】影響導體電阻的因素
1. 我們知道，導體的電阻與導體的長度、橫截面積、材料有關。那么，導體的電阻與導體的長度、橫截面積、材料之間有怎樣的定量關系？如何研究，你有怎樣的方案？
2. 分析課本中的參考案例，體現出了怎樣的物理方法或物理思想？
3. 通過實驗分析可以得出導體的電阻與導體的長度、橫截面積、材料有怎樣的關系？可以寫成怎樣的公式？
4. 閱讀課本，理解、說明電阻關系式中ρ的相關知識。
5. 觀察課本”表 幾種導體材料在20 C時的電阻率”，思考：同樣條件下，你想選用哪種導體作為導線的材料？為什么？然后再思考：ρ具有怎樣的物理意義？
【質疑提升3】伏安特性曲線
1. 伏安特性曲線的縱軸和橫軸分別表示什么物理量？
2. 什么是線性元件？什么是非線性元件？
3. 通過I－U圖，是否可以反映電阻的大小？如果可以，怎樣可以說明電阻的大小？
【學以致用】
1. 關于電阻率的正確說法是(　　)
A．電阻率ρ與導體的長度l和橫截面積S有關
B．電阻率表征了材料的導電能力的強弱，由導體的材料決定，且與溫度有關
C．電阻率大的導體，電阻一定很大
D．有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，可用來制成電阻溫度計
2. 如圖所示，一長方形銅柱長、寬、高分別為l、n、m。分別把長方體的ab端、cd端、ef端接入電路時，計算接入電路中的電阻各是多大．(設電阻率為ρ)
3. 電路中有一段圓柱形的金屬絲，長為L、直徑為D，電阻為R，要使電阻變為4R，下列可行的方法是( )
A. 將金屬絲對折后擰成一股
B. 將金屬絲直徑減小為 D/2
C. 將金屬絲拉長至2L
D. 將金屬絲兩端的電壓提高到原來的4倍
4. 某人買了 100 m 規格為 4 mm2的銅導線為7 A 的空調供電使用。實際上恰好用去了一半導線。如果空調能夠正常工作，制冷時在這段導線上損失的電壓約是多少？
【素養提升專練】
1. 關于材料的電阻率，下列說法中正確的是( )
A. 把一根長導線截成等長的三段，每段的電阻率是原來的
B. 金屬的電阻率隨溫度的升高而減小
C. 純金屬的電阻率較合金的電阻率大
D. 電阻率是反映材料導電性能的物理量
2. 一段粗細均勻的鎳鉻合金絲，橫截面的直徑為d，電阻為R，如果把它拉成直徑為的均勻細絲，電阻值將變為（ ）
A． B．16R C．256R D．
3. 如圖所示，材料相同、厚度相同、表面均為正方形的兩個導體，其表面的面積不同，則通過相同方向電流時，電阻大小關系為R1 R2 。
4. 某同學對四個電阻各進行了一次測量， 把每個電阻兩端的電壓和通過它的電流在平面直角坐標系中描點，得到了圖中 A、B、C、D 四個點。四個電阻的大小關系為 。若縱軸是I、橫軸是U，四個電阻的大小關系為 。
5．小燈泡的伏安特性曲線如圖中AB段所示，由圖可知，燈絲的電阻因溫度的影響改變了多少？
6. 在實驗室用一段導線連接一個“ 3V 0.25 A”的小燈泡做實驗時，一般都不會考慮導線的電阻。如果導線的橫截面積是 1 mm2 ，請你估計導線的長度，計算它的電阻，然后說明可以不考慮導線電阻的理由。
7. 一只鳥站在一條通過 500A電流的銅質裸導線上。鳥兩爪間的距離是4cm，輸電線的橫截面積是120 mm2 。求鳥兩爪之間的電壓。
8. 某同學想探究導電溶液的電阻隨長度、橫截面積的變化規律。他拿了一根細橡膠管，里面灌滿了鹽水，兩端用粗銅絲塞住管口，形成一段封閉的鹽水柱。他量得鹽水柱的長度是 30cm，并測出鹽水柱的電阻等于R。現握住橡膠管的兩端把它拉長，使鹽水柱的長度變為 40 cm。如果溶液的電阻隨長度、橫截面積的變化規律與金屬導體相同，此時鹽水柱的電阻應該等于多少？
8. 如圖，一塊均勻的長方體樣品，長為 a，寬為 b，厚為 c。電流沿 AB 方向時測得樣品的電阻為 R，則樣品的電阻率是多少？ 電流沿 CD 方向時樣品的電阻是多少？
10. 人體含水量約為 70%，水中有鈉離子、鉀離子等離子存在，因此容易導電，脂肪則不容易導電。某脂肪測量儀原理就是根據人體電阻的大小來判斷人體脂肪所占比例。
（1）肥胖的人與消瘦的人電阻不同的主要原因是什么？
（2）激烈運動之后、沐浴之后測量數據會不準確，這可能是什么原因？
11. 一根長為0.5m的金屬絲，橫截面積為3.0mm2，在它兩端加上0.15V的電壓時，通過金屬絲的電流為2.0A，求金屬絲的電阻率。11.2 導體的電阻
【學習目標】
1. 體會物理概念及規律的建立過程，理解電阻的定義。
2. 了解金屬導體的電阻與材料、長度和機截面積的定量關系，體會物理學中控制變量的研究方法。
3. 了解電阻率的物理意義及其與溫度的關系。通過查找資料、交流討論，初步了解超導現象及其應用。
4. 能由伏安特性曲線分析不同導體的導電性能的區別，體會電阻率在科技、生活中的應用。
【開啟新探索】
初中我們已學習了導體的電阻相關知識，回顧一下，導體的電阻與哪些因素有關、又有怎樣的關系？高中我們將繼續學習，這些因素之間的定量關系。
【質疑提升1】電阻
1．結合初中所學，我們繼續回顧，電阻是如何定義的？
2．通過導體A、B的U－I圖說明，為什么這樣定義電阻？
3．電阻具有怎樣的物理意義？
【質疑提升2】影響導體電阻的因素
1. 我們知道，導體的電阻與導體的長度、橫截面積、材料有關。那么，導體的電阻與導體的長度、橫截面積、材料之間有怎樣的定量關系？如何研究，你有怎樣的方案？
2. 分析課本中的參考案例，體現出了怎樣的物理方法或物理思想？
3. 通過實驗分析可以得出導體的電阻與導體的長度、橫截面積、材料有怎樣的關系？可以寫成怎樣的公式？
4. 閱讀課本，理解、說明電阻關系式中ρ的相關知識。
5. 觀察課本”表 幾種導體材料在20 C時的電阻率”，思考：同樣條件下，你想選用哪種導體作為導線的材料？為什么？然后再思考：ρ具有怎樣的物理意義？
【質疑提升3】伏安特性曲線
1. 伏安特性曲線的縱軸和橫軸分別表示什么物理量？
2. 什么是線性元件？什么是非線性元件？
3. 通過I－U圖，是否可以反映電阻的大小？如果可以，怎樣可以說明電阻的大小？
【學以致用】
1. 關于電阻率的正確說法是(　　)
A．電阻率ρ與導體的長度l和橫截面積S有關
B．電阻率表征了材料的導電能力的強弱，由導體的材料決定，且與溫度有關
C．電阻率大的導體，電阻一定很大
D．有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，可用來制成電阻溫度計
2. 如圖所示，一長方形銅柱長、寬、高分別為l、n、m。分別把長方體的ab端、cd端、ef端接入電路時，計算接入電路中的電阻各是多大．(設電阻率為ρ)
Rab Rcd Ref
3. 電路中有一段圓柱形的金屬絲，長為L、直徑為D，電阻為R，要使電阻變為4R，下列可行的方法是( )
A. 將金屬絲對折后擰成一股
B. 將金屬絲直徑減小為 D/2
C. 將金屬絲拉長至2L
D. 將金屬絲兩端的電壓提高到原來的4倍
4. 某人買了 100 m 規格為 4 mm2的銅導線為7 A 的空調供電使用。實際上恰好用去了一半導線。如果空調能夠正常工作，制冷時在這段導線上損失的電壓約是多少？
1.47V
【素養提升專練】
1. 關于材料的電阻率，下列說法中正確的是( )
A. 把一根長導線截成等長的三段，每段的電阻率是原來的
B. 金屬的電阻率隨溫度的升高而減小
C. 純金屬的電阻率較合金的電阻率大
D. 電阻率是反映材料導電性能的物理量
2. 一段粗細均勻的鎳鉻合金絲，橫截面的直徑為d，電阻為R，如果把它拉成直徑為的均勻細絲，電阻值將變為（ ）
A． B．16R C．256R D．
3. 如圖所示，材料相同、厚度相同、表面均為正方形的兩個導體，其表面的面積不同，則通過相同方向電流時，電阻大小關系為R1 = R2 。
4. 某同學對四個電阻各進行了一次測量， 把每個電阻兩端的電壓和通過它的電流在平面直角坐標系中描點，得到了圖中 A、B、C、D 四個點。四個電阻的大小關系為 RA >RB=RC>RD 。若縱軸是I、橫軸是U，四個電阻的大小關系為 RD>RB=RC>RA 。
5．小燈泡的伏安特性曲線如圖中AB段所示，由圖可知，燈絲的電阻因溫度的影響改變了多少？
10
6. 在實驗室用一段導線連接一個“ 3V 0.25 A”的小燈泡做實驗時，一般都不會考慮導線的電阻。如果導線的橫截面積是 1 mm2 ，請你估計導線的長度，計算它的電阻，然后說明可以不考慮導線電阻的理由。
R1=12 R2=1.8×10-2 因燈的電阻遠大于電線的電阻。
7. 一只鳥站在一條通過 500A電流的銅質裸導線上。鳥兩爪間的距離是4cm，輸電線的橫截面積是120 mm2 。求鳥兩爪之間的電壓。
U＝2.9×10-3V
8. 某同學想探究導電溶液的電阻隨長度、橫截面積的變化規律。他拿了一根細橡膠管，里面灌滿了鹽水，兩端用粗銅絲塞住管口，形成一段封閉的鹽水柱。他量得鹽水柱的長度是 30cm，并測出鹽水柱的電阻等于R。現握住橡膠管的兩端把它拉長，使鹽水柱的長度變為 40 cm。如果溶液的電阻隨長度、橫截面積的變化規律與金屬導體相同，此時鹽水柱的電阻應該等于多少？
答：
8. 如圖，一塊均勻的長方體樣品，長為 a，寬為 b，厚為 c。電流沿 AB 方向時測得樣品的電阻為 R，則樣品的電阻率是多少？ 電流沿 CD 方向時樣品的電阻是多少？
答：
10. 人體含水量約為 70%，水中有鈉離子、鉀離子等離子存在，因此容易導電，脂肪則不容易導電。某脂肪測量儀原理就是根據人體電阻的大小來判斷人體脂肪所占比例。
（1）肥胖的人與消瘦的人電阻不同的主要原因是什么？
（2）激烈運動之后、沐浴之后測量數據會不準確，這可能是什么原因？
答：（1）肥胖的人脂肪多，電阻大。（2）人體表面附著離子的導電，導致電阻減少。
11. 一根長為0.5m的金屬絲，橫截面積為3.0mm2，在它兩端加上0.15V的電壓時，通過金屬絲的電流為2.0A，求金屬絲的電阻率。
答：

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